Химия и химическая технология

УДК 666.762.004.12

К.т.н. Шевцов Р.Н.*, Рябов И.Д.*,

Амельченко С.Ф.**, к.т.н. Пилипчатин Л.Д.**

* ОАО «Великоанадольский огнеупорный комбинат»

** Национальная металлургическая академия Украины

Огнеупоры для футеровки вращающихся печей

В огнеупорной промышленности вращающиеся печи применяют для обжига магнезита, доломита, известняка, огнеупорных глин, каолинов, бокситов, брикета на основе технического глинозема и дунита. Наибольшее распространение эти печи получили в цементной промышленности, где они являются основным тепловым агрегатом для производства цементного клинкера. Во вращающихся печах большое внимание отводится ее футеровке. Значительное влияние на футеровку оказывают физико-керамические факторы, характеризующие воздействие на нее обжигаемого материала и топлива.

Обжигаемый материал оказывает на футеровку, с одной стороны, механическое воздействие ударом и истиранием, с другой – вступает с ней в химические взаимодействия с образованием жидкой фазы и инфильтрацией ее в глубь огнеупора, что приводит к структурным изменениям, образованию зонального строения огнеупоров. Со стороны корпуса печи футеровка испытывает существенные механические нагрузки от воздействия сил сжатия, растяжения и сдвига.

Условия службы футеровки в различных участках печного агрегата весьма различны. Максимально высокая температура, интенсивное взаимодействие с обжигаемым материалом, образование зональной структуры, высокий градиент температур в огнеупорах приводят к относительно быстрому износу футеровки печи. Поэтому особое внимание уделено повышению продолжительности кампании и эффективности службы футеровки вращающейся печи.

С целью повышения физико-керамических свойств, были проведены исследования, заключающиеся в введении хромитов различных месторождений в алюмосиликатные массы.

Хромиты, используемые в качестве добавки, должны иметь определенный химический состав и зернистость.

В исследованиях в качестве базового состава использовали шамотные массы, состоящие из 63% шамота, 20% смеси совместного помола и 17% смеси глины и каолина, используемые при изготовлении изделий для футеровки вращающейся печи. Для сохранения количества отощителя в массы вводили добавку в виде зернистого хромита месторождения ЮАР и турецкого хромита фракции 1 – 0мм вместо шамота.

В исследованиях была поставлена задача изучения влияния добавок на свойства огнеупоров, а именно: механическую прочность, открытую пористость, кажущуюся плотность и клинкеростойкость огнеупоров.

Результаты исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты исследований влияния хромита на свойства огнеупоров.

№	Кол-во добавки, %	Свойства
		Механическая прочность, МПа	Открытая пористость, %	Кажущаяся плотность, г/см^3
1	0	32,8	16,0	2,23
Добавка хромита месторождения ЮАР
2 3	5 10	40,4 46,3	16,3 16,4	2,26 2,31
Добавка турецкого хромита
4 5	5 10	38,9 48,4	15,0 15,2	2,29 2,32

Из представленной таблицы видно, что оба хромита практически имеют одинаковые показатели свойств.

При выборе огнеупоров для футеровки вращающейся печи основным показателем является клинкеростойкость. Поэтому целесообразно было проведение исследований на стойкость огнеупоров к разъеданию клинкером. Для определения клинкеростойкости добавка хромитов вводилась в количестве от 2% до 12% вместо шамота. Результаты исследований представлены на рисунке 1.

1

1 – добавка турецкого хромита;

2 – добавка хромита ЮАР.

Рис. 1. Влияние количества добавки на клинкеростойкость образцов

Массы с добавкой хромита месторождения ЮАР имеют лучшую клинкеростойкость, чем с добавкой турецкого хромита.

Таким образом, показана целесообразность введения добавки хромита в состав алюмосиликатных масс для изготовления изделий, предназначенных для вращающихся печей, что позволит в комплексе повысить все эксплуатационные свойства данных видов изделий.